АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Противосажевый фильтр дизельного двигателя: Сажевый фильтр на дизеле: очистка, удаление, регенерация

7 ноября, 2020 by admin

Сажевый фильтр на дизеле: очистка, удаление, регенерация

Всем хорош дизельный мотор. Даже экологам, уже успевшим мертвой хваткой вцепиться в бензиновые автомобили, дизели какое-то время были безразличны: действительно, содержание CO в выхлопных газах у дизелей низкое, и, пока экологи боролись в первую очередь с выбросами монооксида углерода, дизели спокойно вписывались в эти требования чисто конструктивно.

А вот когда речь зашла об оксиде азота, дизелям пришлось туго. Дело в том, что при нормальной настройке дизеля как раз оксид азота-то и образуется активно. Если же добиться его минимального выброса, то растет доля сажи в выхлопных газах, и никуда от этого в дизельном моторе не деться. Но, если оксид азота еще можно «придушить» катализатором, то сажу можно только отфильтровать. Так и появилась еще одна «душилка» — сажевый фильтр, он же DPF или FAP.

Принцип работы сажевого фильтра

Сажевый фильтр дизельного двигателя похож внешне на обычный катализатор: это такая же мелкоячеистая структура. Но, если катализатору это необходимо для максимального увеличения площади контакта отработанных газов с активным материалом, то ячейки DPF просто фильтруют механически.

Отсюда и очевидная проблема. Катализатор при работе не изнашивается и в идеальных (увы, недостижимых) условиях работы практически вечен. Сажевый фильтр же постепенно забивается, увеличивая сопротивление выпуска: на практике автосервиса можно вспомнить случаи, когда при работе двигателя корпус фильтра заметно начинал «играть», раздуваясь из-за чрезмерного давления, вызванного забитыми ячейками. Мотор при этом, естественно, еле тянет и постоянно стремится заглохнуть.

Решение у проблемы простое – сажа по сути состоит из углерода, а в выхлопных газах дизеля практически всегда есть кислород. То есть, если значительно поднять температуру сажевого фильтра, в нем при работе двигателя запустится окисление сажи. Абсолютно чистая сажа полностью уйдет из фильтра в виде углекислого газа, в реальном же мире останется куда меньший объем золы – именно поэтому для дизелей с сажевыми фильтрами указывается применение только малозольных моторных масел. Даже при минимальном угаре масло все равно попадает в фильтр, и соответственно должно обеспечивать как можно меньший твердый остаток при сгорании. Солярка, естественно, тоже нужна качественная.

Регенерация сажевого фильтра

Прожиг, или регенерация, фильтра запускается системой управления двигателем автоматически, как только измеренный объем сажи в фильтре превышает заданный порог. Как он измеряется? Способ замера косвенный – на входе и выходе сажевого фильтра стоит дифференциальный датчик давления. Он передает на ЭБУ именно информацию о том, какова разница между давлениями до и после DPF, а та уже пересчитывается в граммы.

Но для эффективного автоматического прожига необходимо соблюдать ряд условий, и в первую очередь это достаточно долгое равномерное движение машины на повышенных оборотах. То есть, если ваш автомобиль ездит только по городу, регенерация может не запуститься никогда! Чтобы ускорить регенерацию и сделать ее возможной даже в городе, на фильтрах типа FAP (чаще всего встречаются на автомобилях Peugeot/Citroen, так как концерном PSA эта система и разработана) практикуется впрыск в фильтр специальной жидкости, позволяющей сжигать сажу не на 700-800 градусах, как это происходит у DPF, а на 400-500.

Если же авторегенерация не помогает, на приборной панели загорается соответствующий индикатор, указывающий на необходимость визита в сервис. Там при помощи диагностического сканера ЭБУ двигателя переводится в режим принудительного прожига:
1. Мотор выводится на повышенные обороты, начиная разогревать фильтр и продувать его остаточным кислородом в отработанных газах. Поскольку автомобиль стоит на месте и не обдувается воздухом, нагревается он быстрее.
2. При достижении заданной температуры (за ней следит термопара в корпусе фильтра) открывается специальная форсунка, по которой солярка подается сразу фильтр. Так что прожигается он буквально: его разогревает горящее внутри топливо.
3. Фильтр прогревается до заданной температуры и удерживается на ней запрограммированное время. Со стороны это выглядит специфически: ревущий мотор, рядом (а тем более напротив) с выхлопной трубой невозможно стоять – поднесенная к ее срезу свежая травинка моментально высыхает и начинает обугливаться.
4. Далее обороты сбрасываются, идет фаза охлаждения. По новому замеру дифференциального давления высчитывается количество выжженной сажи.

Удаление сажевого фильтра на дизеле

Но зола в фильтре копится со временем даже при использовании высококачественного топлива и моторного масла, регулярных удачных прожигах. Сажевый фильтр неизбежно приходит в негодность. А его замена – дело отнюдь не дешевое.

Но нужно учесть, что для работы самого дизельного двигателя он не имеет никакого значения. То есть его можно удалить из системы выпуска отработанных газов. Однако просто удалить фильтр нельзя – моментально загорится ошибка, и ЭБУ впрыска перейдет в аварийный режим работы. Поэтому обязательно выполняется перепрограммирование блока управления либо на заводскую (от аналогичной комплектации, но без сажевого фильтра), либо на модернизированную прошивку.

Такой способ решения проблем наиболее востребован, поскольку позволяет избавиться от потенциально «узкого» места раз и навсегда. К тому же, раз уж все равно нужно перешивать «мозги», то можно исправить и программные «душилки» экологов, сделав машину заметно динамичнее: турбодизели вообще очень хорошо относятся к чип-тюнингу. Да и моторное мало можно после этого лить обычное, без заветного значка lowSAPS на канистре: вот и еще одна экономия. На автомобилях с FAP исчезает необходимость к регулярной доливке спецжидкости в бачок под капотом.

Промывка сажевого фильтра

А можно сделать еще дешевле: Интернет пестрит объявлениями о промывке сажевых фильтров, и обойдется это дешевле удаления. Однако не все так просто, и часто такая процедура не более полезна, чем промывка форсунок прямым ходом сольвента прямо на работающем моторе.

Здесь дело в том, что наибольшая часть загрязнений находится в фильтре, естественно, со стороны двигателя. И с этой же стороны при промывке подается сольвент: то есть, размывая отложения сажи, он неизбежно заставит ее проникать глубже в фильтр. Часть ее, конечно, удалится, но часть останется, и останется там, откуда в дальнейшем ее будет удалить труднее. Так что в перспективе большого пробега мы фактически лечим болезнь, лишь глуша ее внешние симптомы: вроде бы становится легче, а в итоге патологоанатом с удивлением разглядывает, до чего мы себя довели. Заметнее всего эффект промывки после длительной езды на низкокачественном топливе: смолистые отложения в фильтре сольвент удаляет хорошо.

Применяются для промывки не только сольвенты. Так, Liqui Moly предлагает для этого специальную жидкость-катализатор, порционно впрыскиваемую перед фильтром между прогонами двигателя на рабочем режиме. Ничего не напоминает? Правильно, фактически речь идет не о промывке как таковой, а о копировании принципа FAP. То есть такая жидкость облегчает «самопрожиг» фильтра, но сама по себе ничего не моет.

В общем случае рекомендация выбора лучшего варианта очевидна – если принудительный прожиг не приводит к достаточному снижению массы сажи в фильтре, а сама система исправна (это важно – негерметичность в трубках дифференциального датчика давления приведет к ошибке расчета, и машина будет постоянно требовать прожиг даже на чистейшем фильтре!), проблему лучше всего решить раз и навсегда, удалив фильтр как таковой (или заменив на новый), а не пытаясь растянуть его остаточный ресурс.

Автоклуб78 https://autoclub78.ru

что это такое, его чистка и регенерация, последствия удаления

Чтобы уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу с начала этого века на стали применять сажевые фильтры на дизелях, а с 2010-го он стал обязательным элементом легкового автотранспортного средства с дизельным ДВС.

Что такое сажевый фильтр на дизеле, где он стоит, как его чистить и последствия его удаления — далее в статье.

Зачем он нужен

Сажевый фильтр на дизеле в разных странах обозначается в различной аббревиатуре:

• Diesel Particulate Filter (DPF) — в английском варианте.
• Filtre a Particules (FAP) — во французском варианте.
• RubPartikelFilter (RPF) — в немецкой аббревиатуре.

В России, как и во всем мире, больше прижилась французская аббревиатура. Этому есть объяснение (в конце статьи).

Видео — сажевый фильтр на дизеле и его регенерация:

Сажевик предназначен для снижения процентного содержания частиц сажи в отработанных газах. Они образуются в результате сгорания дизельного топлива. Эти частицы имеют микроскопический размер – от тысячных долей миллиметра до 10 микрометров (это еще в 100 раз меньше).

Такие частицы имеют сложный химический состав, ядром которого является углерод. Он «облипается» углеводородами, серой, соединениями металлов. Практически вся таблица Менделеева. Все эти вещества в цилиндры поступают из воздуха и не совсем качественного дизельного топлива.

Где находится

Сажевик может находиться за нейтрализатором. В некоторых автомобилях он находится непосредственно за выпускным коллектором. В таком случае фильтр объединенного типа. Внешний вид типового сажевика:

Конструкция

Основной  элемент – керамическая матрица. Ее химический состав – карбид кремния (керамика). Оптимальное сечение керамических ячеек – восьмиугольное. Главный фильтрующий элемент – боковая поверхность ячеек, которая имеет микропористую структуру. Керамическая конструкция заключается в металлический корпус.

Во время работы дизельного двигателя отработанные газы направляются через сажевый фильтр. В микропорах улавливаются мелкие частицы сажи. Крупные частицы не так опасны для человек, живых и растительных организмов. Они осаждаются под действием силы тяжести недалеко от места движения транспортного средства.

Мелкие частицы (менее 0,1 мкм), если их не задержит сажевый фильтр, могут «улететь» далеко за пределы трассы, попасть в органы дыхания, на растения. Им уделяется большое значение при проектировании системы фильтрации выхлопных газов дизельных автомобилей.

В процессе работы сажевого фильтра микропоры засоряются мелкими и крупными частицами. Для его очистки применяется регенерация.

Пассивная и активная регенерация

Регенерация – процесс очистки сажевого фильтра. Различают пассивную и активную регенерацию. Пассивная регенерация происходит при высоких температурах выхлопных газов, от 600 градусов Цельсия. Такая температура возможна при максимальной нагрузке на двигатель. Сажа при высокой температуре  выжигается. Для того чтобы уменьшить температуру, при которой выжигается сажа, до 500 градусов и ниже, применяют специальные присадки.

Активная регенерация выполняется при помощи искусственного повышения температуры отработанных газов. Это достигается различными методами:

• изменение угла зажигания при помощи программного контроля;
• дополнительный нагрев перед сажевиком;
• принудительный впрыск;
• нагрев СВЧ волнами.

Совместное применение различных методов регенерации повышает эффективность сажевых фильтров.

Сажевик с каталитическим покрытием

Они разработаны Volkswagen. В них также применяется активный и пассивный режим. Катализатор дополнительно окисляет сажу в условиях высоких температур. При этом происходят сложные химические реакции. Оксиды азота окисляются кислородом в присутствии платины, образуется диоксид азота. Диоксид азота в результате реакции с углеродистой сажей образует оксид азота и угарный газ. Окисляясь, угарный газ и диоксид азота образуют диоксид азота и безопасный углекислый газ.

В результате такого сложного химического процесса сажа выводится из фильтра. Активная регенерация запускается на основании анализа показаний следующих датчиков блоком управления двигателя:

• ДМРВ;
• температуры до сажевика;
• температуры после сажевого фильтра;
• датчика разницы давлений.

На основании сравнения показаний и анализа с встроенным алгоритмом, блок управления одновременно выполняет следующие действия:

• отключает систему ЕГР, которая предназначена для уменьшения температуры воспламенения;
• осуществляет увеличение длительности впрыска топлива форсунками;
• уменьшает подачу воздуха.

Структурная схема такой системы показана на рисунке:

Где: 3 – ДМРВ, 4 – силовой агрегат; 9 – сажевый фильтр.

Система с впрыском присадок

Впервые применил такую систему концерн Peuqeot-Citroen. Поэтому за ним и закрепилось французская аббревиатура FAP (см. начало статьи). Такая же концепция применяется во многих японских и американских автомобилях.

В системе сажевый фильтр находится за каталитическим нейтрализатором. Во время регенерации впрыскивается специальная присадка, которая уменьшает температуру сжигания сажи до 450 градусов Цельсия. Учитывая, что сажевик находится за нейтрализатором, и такая температура в нем проблематична. Поэтому эффект дополняется активной регенерацией.

Присадка находится в отдельном баке небольшой емкости (до 5-ти литров). Содержимого хватает приблизительно на 100.000 километров пробега. Для впрыска предназначен отдельный насос.

Структурная схема системы с впрыском присадок:

Где: 3 – бак для присадки, 5 – насос впрыска присадки, 6 – бак топливный.

Ресурс фильтра около 200.000 километров пробега. Обычно он ниже.

Замена сажевого фильтра требует значительных материальных затрат. Если система сажевого фильтра теряет эффективность, многие автовладельцы дизелей программно и физически удаляют ее, чтобы блок управления двигателем не «душил» силовой агрегат на высоких скоростях и мощностях.

Признаки необходимости очистки

Основными признаками являются:

• сообщение кода ошибки двигателя, указывающие на сажевый фильтр;
• рост потребления топлива;
• повышение уровня масла;
• уменьшение приемистости силового агрегата;
• нестабильные холостые обороты;
• наличие постороннего звука (шипение) во время работы двигателя;
• внезапный «пых» дыма из выхлопной трубы.

В любом случае, следует продиагностировать двигатель, чтобы сделать окончательное заключение.

Видео — промывка сажевого фильтра дизельного двигателя составом Liqui Moly:

Принудительная регенерация при помощи VAG-COM (Вася-Диагност)

Для проведения контроля регенерации сажевого двигателя на автомобилях группы  VAG требуется непосредственно сам шнурок и программа, установленная на компьютере. Последовательность выполнения:

Недостатки и возможные последствия удаления сажевого фильтра на дизеле

Сейчас многие мастерские и СТО оказывают услуги программного и физического удаления сажевого фильтра на дизеле. При этом они используют различные эмуляторы или чип-тюнинг. Чип-тюнинг опасен тем, что если некорректно сохранить (или потерять) родную прошивку, впоследствии могут быть серьезнейшие проблемы вплоть до необходимости обращения к производителю.

Видео — о нюансах и возможных последствиях удаления сажевого фильтра на дизеле:

После удаления перепрошивкой косяки могут вылезать через некоторое время. С этой точки зрения безопаснее эмуляторы. Но они имеются не для всех автомобилей.

Во время принятия решения о программном удалении сажевого фильтра следует найти мастерскую, которая производит эту работы в течение нескольких лет, находится на одном и том же месте. Иначе есть риск попасть на неопытных мастеров-однодневок.

Есть мастерские, которые промывают сажевые фильтры при помощи специальных составов. В некоторых случаях это имеет положительный эффект.

С проблемой износа сажевого фильтра сталкиваются многие автолюбители. Нельзя к ней относиться несерьезно.

Если печка в машине дует холодным воздухом, причины могут быть различными.

Как производится подключение выключателя массы автомобиля.

Как правильно выгнать воздух https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/kak-vygnat-vozdux.html из системы охлаждения двигателя.

Видео — отключение и физическое удаление сажевика на дизельном автомобиле SsangYong Actyon NEW 2.0D:

Дизельные сажевые фильтры

В. Адди Маевски

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

• Материалы для дизельных фильтров
• Регенерация дизельного фильтра
• Системы дизельных фильтров
• Накопление золы в дизельных сажевых фильтрах

Аннотация : Дизельные сажевые фильтры улавливают выбросы частиц с помощью комбинации механизмов фильтрации, таких как диффузионное осаждение, инерционное осаждение или улавливание поточной линии. Собранные частицы удаляются из фильтра непрерывно или периодически посредством термической регенерации. Дизельные фильтры очень эффективны в контроле выбросов твердых частиц, включая количество твердых частиц, но могут быть неэффективны в контроле жидких фракций выбросов ТЧ. Сначала фильтры были коммерциализированы в качестве модернизированных устройств, после чего они стали широко применяться в новых дизельных двигателях малой и большой мощности как для шоссе, так и для внедорожной техники.

• Введение
• Коммерческий статус
• Принцип действия
• Характеристики выбросов

Определение. Дизельные сажевые фильтры (DPF) — это устройства, которые физически улавливают дизельные частицы посредством процессов фильтрации, чтобы предотвратить их выброс в атмосферу. Дизельные сажевые фильтры стали наиболее эффективной технологией контроля выбросов дизельных твердых частиц, включая массу и количество частиц, с высокой эффективностью.

Благодаря механизмам осаждения частиц в этих устройствах фильтры наиболее эффективно контролируют твердую фракцию дизельных частиц, включая элементарный углерод (сажу) и связанный с ним выброс черного дыма. Фильтры могут иметь ограниченную эффективность или быть совершенно неэффективными в контроле нетвердых фракций выбросов ТЧ — органической фракции (OF) и сульфатных частиц. Чтобы контролировать общие выбросы твердых частиц, большинство систем DPF включают катализаторы для окисления OF, в то время как топливо со сверхнизким содержанием серы требуется для использования катализаторов и контроля содержания сульфатных частиц.

Термин «сажевый фильтр» иногда используется как синоним «сажевого фильтра», особенно в старой литературе. Термин «ловушка» охватывает более широкий класс устройств для разделения частиц. В промышленном пылеотделительном оборудовании обычно используются несколько механизмов осаждения частиц, помимо фильтрации. Примеры включают гравитационное осаждение, центробежное разделение или электростатическое улавливание. Ни один из этих методов не может быть использован для контроля выбросов твердых частиц дизельного топлива из-за малого размера частиц и низкой плотности дизельной сажи.

Можно отметить, что катализаторы окисления частиц (POC), иногда называемые фильтрами частичной очистки , также могут улавливать твердые частицы дизельного топлива, но обеспечивают гораздо более низкую общую эффективность, чем фильтры твердых частиц. В своих обычных конструкциях POC улавливают твердые частицы только из части потока, тогда как весь поток фильтруется в дизельных сажевых фильтрах. Однако в случае некоторых фильтрующих материалов различие может быть не очень четким, и устройства можно классифицировать либо как POC, либо как (глубинный) фильтр твердых частиц.

Сбор и регенерация. Из-за низкой объемной плотности дизельных частиц, которая обычно ниже 0,1 г/см ³ (плотность зависит от степени плотности; например, число 0,056 г/см ³ было сообщено Wade [497] ), сажевые фильтры могут быстро накапливать значительные объемы сажи. Несколько литров сажи в день можно собрать из двигателя большегрузного грузовика или автобуса старого поколения. Собранные твердые частицы в конечном итоге вызовут чрезмерно высокий перепад давления отработавших газов на фильтре, что отрицательно скажется на работе двигателя. Таким образом, дизельные сажевые фильтры должны обеспечивать способ удаления твердых частиц из фильтра для восстановления его способности улавливать сажу. Это удаление твердых частиц, известное как фильтр

Чтобы обеспечить достаточное окисление твердых частиц, фильтр должен работать при достаточной температуре. В некоторых системах фильтрации источником тепла является сам поток выхлопных газов. В системе фильтрации этого типа, называемой пассивным фильтром , фильтр непрерывно регенерируется во время обычной работы двигателя. Пассивные фильтры обычно включают в себя катализатор, который снижает температуру окисления сажи до уровня, который может быть достигнут выхлопными газами во время работы автомобиля. Другой подход, который может потребоваться для обеспечения надежной регенерации, включает активные стратегии повышения температуры фильтра, такие как управление двигателем, сжигание топлива в выхлопной системе или электрические нагреватели. Регенерация таких устройств, известных как активные фильтры

###

Проблемы с дизельным сажевым фильтром VW

Системы дизельного сажевого фильтра на этих двигателях имеют плохую конструкцию и подвержены серьезным постоянным проблемам. Сажевый фильтр (DPF) — это устройство, предназначенное для удаления сажи из выхлопных газов дизельного двигателя. Тем не менее, дизельные сажевые фильтры необходимо время от времени чистить, иначе они засорятся.

Типичные предупреждающие сообщения включают: Мигает или горит индикатор DPF и/или Мигает или горит индикатор управления двигателем.

При первом запуске автомобиля эти сообщения могут отображаться, что нормально, если они снова исчезают, как только двигатель заводится. Если свет не гаснет, есть проблема, вполне возможно, большая. Если свет вообще не горит, скорее всего, какой-то ублюдок отключил что-то, чтобы скрыть проблему.

Сажевый фильтр необходимо регулярно очищать, иначе он засорится и перестанет работать. Чем больше засоряется фильтр, тем сложнее его чистить.

Очистка фильтра известна как «регенерация». Регенерация — это просто причудливое название выжигания сажи из фильтра. Эта сажа сгорает из-за того, что выхлопные системы (которые существуют для выведения остаточных газов от взрыва топлива в двигателе) естественным образом сильно нагреваются, когда вы непрерывно ездите на автомобиле в течение любого промежутка времени.

Эта «пассивная» регенерация происходит постоянно и обычно остается незамеченной водителем.

Однако многие водители не совершают длительных и непрерывных поездок на высокой скорости. В определенных обстоятельствах (например, после частых поездок на короткие расстояния или медленного вождения в загруженных районах) автоматическая регенерация может не выполняться. Поэтому фильтр начинает забиваться.

Когда компьютер двигателя (ЭБУ) обнаруживает, что фильтр засорен более чем на 45%, запускается второй процесс, называемый «активной регенерацией».

Активная регенерация означает, что ЭБУ дает команду форсункам впрыскивать больше топлива в двигатель. Поскольку дизельные двигатели регулируются количеством впрыскиваемого топлива, впрыск большего количества топлива заставляет двигатель работать быстрее и горячее. ЭБУ поддерживает работу двигателя быстрее и горячее в течение примерно 5-10 минут. Этот процесс обычно очищает фильтр.

Однако, если процесс активной регенерации прерывается (например, из-за завершения поездки до завершения процесса), фильтр может быть не полностью чистым.

В случае неудачи ЭБУ попытается повторить этот процесс еще в течение 15 минут. Если фильтр все еще засорен, загорится индикатор DPF на панели дисплея водителя.

Если владельцу повезет, то простая езда с постоянной скоростью не менее 60 км/ч в течение примерно 10 минут решит проблему.

В противном случае на приборной панели автомобиля будут отображаться сообщения, указывающие на наличие неисправности управления двигателем и неисправности DPF. Двигатель перейдет в режим «бездействия», а иногда и вовсе сломается. На этом этапе автомобиль должен будет отправиться в гараж, чтобы профессионально очистить фильтр, что будет недешево. Иногда приходится заменять весь фильтр DPF, что будет очень дорого.
Обратите внимание, что некоторые из этих проблем, как правило, покрываются гарантией, потому что, по мнению Volkswagen, если ваша система DPF блокируется и выходит из строя, то вы являетесь архитектором своих собственных несчастий.

Однако имейте в виду, что система DPF Volkswagen не всегда работает так, как заявлено. Многие владельцы жалуются, что индикатор DPF загорается, даже если они добросовестно выполняли все свои обязанности по вождению автомобиля со скоростью не менее 60 км/ч в течение примерно 10 минут.

У этих двигателей часто возникают проблемы, вызванные незначительным отказом компонентов или плохим обслуживанием. К этим проблемам относятся:

а) Топливные фильтры требуют регулярной замены. Они имеют очень тонкую внутреннюю сетку, которая легко забивается. Если фильтр засорится, двигатель начнет терять мощность и/или пропуски зажигания, и/или перейдет в режим «аварийного режима» и/или приведет к полной поломке двигателя.

b) Электроника двигателя, такая как ECU, датчик кислорода, расходомер воздуха, датчик давления выхлопных газов, датчик давления наддува и датчик положения распределительного вала, часто имеет ограниченный срок службы. Типичными симптомами являются потеря мощности, неустойчивая работа двигателя и плохая экономия топлива. Некоторые автомобили полностью ломаются.

Comments |0|